JPH03101007A - 異方導電フィルム - Google Patents

異方導電フィルム

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JPH03101007A
JPH03101007A JP23583289A JP23583289A JPH03101007A JP H03101007 A JPH03101007 A JP H03101007A JP 23583289 A JP23583289 A JP 23583289A JP 23583289 A JP23583289 A JP 23583289A JP H03101007 A JPH03101007 A JP H03101007A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野〕 本発明は、微細な回路同志の電気的接続、更に詳しくは
ＬＣＤ　（液晶デイスプレー）とフレキシブル回路基板
の接続や、半導体ＩＣとＩＣ搭載用回路基板のマイクロ
接合等に用いる事のできる異方導電フィルムに関するも
のである。
〔従来の技術〕
最近の電子機器の小型化・薄型化に伴い、微細な回路同
志の接続、微小部分と微細な回路の接続等の必要性が飛
躍的に増大してきており、その接続方法として、半田接
合技術の進展と共に、新しい材料として、異方性の導電
性接着剤やシートが使用され始めている。（例えば、特
開昭５９−１２０４３６．６０−８４７１８．６０−１
９１２２８．６１−５５８０．９．６１−２７４３９４
．６１−２８７９７４各号公報等） この方法は、接続しようとする回路間に所定量の導電性
粒子を含有する接着剤またはシートをはさみ、所定の温
度、圧力、時間により熱圧着することによって、回路間
の電気的接続を行なうと同時に隣接する回路間には絶縁
性を確保させるものである。
しかしながら、この方法においては接続厚み、すなわち
接続後の回路間の接着剤層の厚みが接続信鯨性を左右す
る。また、この最適接続厚みは５〜７ｐｍであることが
最近わかってきた０例えば、接続厚みが７μｍ以上であ
ると導電性粒子の回路への接触面積や接触点の数が少な
いことに加えて、接着剤の温度変化による膨張や収縮に
伴ない接続抵抗の増大や接続不良を生じる。また、接続
厚みが５μｍ以下であると、導電性粒子の変形度が大と
なり、粒子に大きな歪みが残ったり、クラックが入った
りすることが原因となり接続信頼性を確保できないこと
に加えて、接着剤の接着強度が小さくなるために接続信
頼性が低下する。
これまでにも、温度変化に対する膨張、収縮率を接着剤
のそれに近づけたり、回路との接触面積を大きく取り接
続信頼性を向上させるといった目的で高分子核材に金属
薄層を被覆した導電粒子を用いた例は報告されているが
（特開昭６１−７４２７５．６１−７８０６９、Ｊｌｉ
２−１６５８８６．６３−３１９０６．６３−２３１８
８９各号公報）、いずれも、隣接する回路間の絶縁性を
確保するために、ある所定の範囲にある粒子径および粒
度分布を持つもので、接続後の接続厚みを制御しようと
するものはない。
すなわち、熱圧着による接続作業において信頼性の高い
接続厚みに制御することは困難であり、複数個の回路間
の接続厚みにもばらつきが生じていた。そのため、複数
個の回路端子において、接続抵抗値にばらつきが生じた
り、接続信頼性が所々において悪くなったりしていた。
また、いかに導電粒子を良好に分散させておいても、粒
度分布のばらつきによって、複数個の回路端子に対する
導電粒子の接触数、接触面積が異なり接続抵抗値にばら
つきが生じていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、微細な回路間を一定の接続厚みをもって接続
可能で、信頼性が高く、しかも、複数個の回路端子の接
続抵抗値にばらつきが極めて少ない異方導電フィルムを
提供せんとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、絶縁性接着剤中に樹脂成分に対して３〜７体
積％の導電粒子を分散して成り、該導電粒子は２種類の
粒子径を持つと共に粒度分布が粒子径±０．２μｍの範
囲にあり、それぞれの粒子が３０％以上の異なる硬度を
持つ高分子核材の表面に金属薄層を被覆してなるもので
あり、粒子径の３− 一 小さい方が粒子径の大きい方よりも硬い粒子であること
を特徴とする異方導電フィルムである。
以下、本発明を実施例を示した図面を参照しながら説明
する。
第１図は、本発明による異方導電フィルムの断面模式図
である。この異方導電フィルムは、２種類の大きさと硬
さを持つ導電粒子（３）と（５）を、絶縁性接着剤（６
）に所定量分散して構成されており、離型フィルム（７
）上に流延、乾燥して厚さ１５０ｐｍ以下のフィルム状
に形成したものである。粒子径が小さい方の導電粒子（
３）の高分子核材（１）は、粒子径が大きい方の導電粒
子（５）の高分子核材（４）に比べ３０％以上硬いもの
である。また、それぞれの導電粒子（３）および（５）
は、所定の粒子径±０．２μｍというシャープな粒度分
布を持つものであり、金属薄層（２）によって被覆され
ており、導電粒子として用いられる。
第２図は、本発明による異方導電フィルムを用いた、回
路の接続状態を示す断面模式図である。
この図のように熱圧着による接続において、回路の端子
（８）、（８′）の接続厚みを、小さく硬い方の導電粒
子（３）で制御しつつ導通を取り、同時に大きく軟らか
い方の導電粒子（５）は導電粒子（３）の粒子径まで変
形され導通を取ることができる。すなわち、変形する導
電粒子（５）により回路端子との接触面積を大きく取る
ことによって導通抵抗を低下させ、変形しない導電粒子
（３）では導通を取るとともに接続厚みを一定に制御す
ることにより高い接続信頼性を実現するものである。
導電粒子（３）の粒子径は、隣接する回路間の絶縁性を
確保するためと、接続の高信頼性を確保するために５〜
７μｍが好ましく、導電粒子（５）の粒子径は導電粒子
（３）の１．５〜２．５倍程度の粒子径にするのが好ま
しい。
また、全配合粒子に対する導電粒子（３）の割合は２０
〜８０体積％、好ましくは３０〜７０％である。２０体
積％以下では満足する接続厚みの制御効果を得ることが
できず、９０体積％以上では回路端子との接触面積が低
下し、接続抵抗値が高くなると共に信頼性が低下する。
絶縁性接着剤に対する導電粒子の配合量は３〜７体積％
が良い。
３体積％以下であると安定した導通信頼性が得られず、
７体積％以上では隣接回路間の絶縁信顧性が劣る。
硬い導電粒子（３）を構成する高分子核材（１）は、異
方導電フィルムにより回路間等を接続する際の熱圧着条
件である１００〜２００℃において、５０ｋｇ／Ｃｊの
圧力をかけた時の変形率が５％以下のものであれば特に
材質を問わない。例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂
、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂等が用
いられる。また、変形性導電粒子（５）の高分子核材（
４）にはポリスチレンやシリコーンゴム、スチレンブタ
ジェンゴム、熱可塑性ポリエステル、エポキシ樹脂、ウ
レタン樹脂等が使用可能である。
導電粒子（３）および（５）に被覆する金属薄層（２）
の種類は特に問わないが、酸化などに比較的安定なニッ
ケルやアルミニウムなどが好ましく、無電解メツキ法に
よって均一な厚みの被覆層を得ることが望ましい。被覆
厚みは０．０５〜１．０μｍ程度で適用されるが、好ま
しくは０．１〜０．５μｍである。０．０５μｍ以下で
あると導電信幀性が低下し、１．０μｍ以上であると変
形性粒子の硬度に影響が生じ変形が起こりにくくなる。
さらに、この金属被覆層に０．１μｍ程度の金メツキを
施すことによって、接続抵抗値を低下させるとともに耐
腐食性も増し、接続信頼性が向上する。
本発明で用いられる接続性接着剤（６）は、絶縁性を示
すものであれば、熱可塑タイプ、熱硬化タイプあるいは
光硬化タイプのいずれでも良い。
例えば、スチレンブタジェン樹脂、スチレン樹脂、エチ
レン酢酸ビニル樹脂、アクリロニトリルブタジェンゴム
、シリコン樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂、ウレ
タン樹脂、フェノール樹脂、アミド系樹脂、エポキシメ
タクリレート系をはじめとするアクリレート系樹脂など
が適宜使用され、必要に応じて２種以上の樹脂の併用が
可能である。
また、必要に応じて、ロジン、テルペン樹脂、ク７− 一８＝ マロン−インデン樹脂などを代表とする粘着付与剤や架
橋剤、老化防止剤、カップリング剤などと併用して用い
ても良い。
（実施例１〜３） スチレン系熱可塑性樹脂（ＴＰ−０４２、旭化成■製）
１００重量部、粘着付与剤（Ｖ−１２０、新日鉄化学■
製）８０重量部、水添炭化水素樹脂（アドマープＳ、出
光石油化学■製）２０重量部を、トルエン４００重量部
に溶解して接着剤溶液を調整した。
この溶液に、粒子径８±０．２μｍのポリスチレン粒子
（ＳＰ−８０、綜研化学■製）に０．３　、Ｉ／　ｍの
ニッケルを無電解メツキして得た導電粒子と、粒子径５
．０±０．０８ｐｍ、ロックウェル硬さ１７５　（ＪＩ
Ｓ　　Ｋ７２０２）よりなるメラミン樹脂を核材とし、
厚さ０．３　ｐ　ｍのニッケルを無電解メツキして得た
導電粒子を、樹脂固形分に対して５体積％を混合、分散
した。また、粒子径の小さい方、すなわち、メラミン樹
脂を核材とした導電粒子の全粒子量に対する割合を３０
．５０．７０重量％と変えて異方導電フィルムを作成し
た。
これらを用いて、ライン巾０．１■、ピッチ０．２閣、
厚み３５ｐｍ、端子数１６０本の銅回路を有するフレキ
シブル回路基板（ＦＰＣ）と、透明導電回路ガラス基板
（１７０回路）とを熱圧着によって接続した。いずれも
、接続厚みの制御は効果が認められ、熱衝撃試験（−４
０°Ｃ１３０分Ｑ８０℃、３０分）による信軌性試験を
行なった後も良好な結果を得た。
（比較例１） 実施例１〜３と同じ接着剤溶液に、導電粒子として、平
均粒子径８μｍ、最大粒子径１８μｍ、最小粒子径２μ
ｍのポリスチレンを核材としたニッケル被覆導電粒子を
混合攪拌し、作成した異方導電フィルムを用いて、同様
にＦＰＣと１７０回路とを接続して評価した。
実施例１〜３に比べて、接続厚みにばらつきが生じ、熱
衝撃試験後の接続抵抗値にも上昇が見られた。
（比較例２） 導電粒子として、平均粒子径１２μｍ１最大粒子径２３
μｍ１最小粒子径５μｍのアトマイズ半田粉（日本アト
マイズ工業■製）を用いた他は、実施例１〜３と同様に
して比較を行なった。
接続厚みの制御が出来ておらず、また、初期抵抗値は低
かったが、熱衝撃試験後の接続抵抗値は上昇した。
（実施例４〜６） 使用した導電粒子は実施例１〜３と同様であるが、絶縁
性接着剤として熱硬化性タイプの樹脂を使用した。その
配合は、エポキシ樹脂（エビコー）１００４、油化シェ
ルエポキシ特製）８０重量部、フェノール樹脂（ＰＲ−
１２６８６、住友デュレズ■製）４０重量部、アクリロ
ニトリルブタジェン共重合体（ＪＳＲ■製）１５重量部
、１−ベンジル２−メチルイミダゾール（四国化成■製
）５重量部、メチルエチルケトン２００重量部である。
実施例１〜３と同様に初期の接続抵抗値のばらつきが極
めて小さく、また、熱衝撃試験後の接続信顧性もさらに
良い結果を得た。
以上の実施例および比較例の結果を、第１表に示した。
１ ２ 〔発明の効果〕 以上に記述したように、硬度と大きさの異なる２種ｔラ
スチックビーズ核材の表面に、金属薄層を被覆してなる
導電粒子を用いて作成した異方導電フィルムは、多数の
微細回路間の接続を、接続厚みを一定に、しかも、各接
続回路間の接続抵抗値のばらつきを極めて小さく、信親
性高く接続することができ、極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による異方導電フィルムの断面模式図で
、第２図は本発明による異方導電フィルムを用いた回路
の接続状態を示す断面模式図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）絶縁性接着剤中に樹脂成分に対して３〜７体積％
    の導電粒子を分散して成り、該導電粒子は２種類の粒子
    径を持つと共に粒度分布が粒子±０．２μｍの範囲にあ
    り、それぞれの粒子が３０％以上の異なる硬度を持つ高
    分子核材の表面に金属薄層を被覆してなるものであり、
    粒子径の小さい方が粒子径の大きい方よりも硬い粒子で
    あることを特徴とする異方導電フィルム。
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